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鋰電池的發明者獲諾貝爾化學獎!一文看懂鋰電池發展簡史(值得收藏)

日期:2019-10-12    來源:儲能頭條(微信號:chuneng365)

能源資訊中心

2019
10/12
09:06

關鍵詞: 2019年諾貝爾化學獎 鋰電池 電動汽車

   當地時間10月9日上午,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2019年諾貝爾化學獎頒給美國科學家約翰·B.古迪納夫、英國科學家M.斯坦利·威廷漢和日本科學家吉野彰,以表彰他們“開發鋰離子電池”的貢獻。他們將分享900萬瑞典克朗(約合人民幣650萬元)的獎金。

  約翰·B.古迪納夫是鋰電池之父,他使鋰電池體積更小、容積更大、使用方式更穩定,從而實現了商業化,同時開啟了電子設備便攜化進程。目前為美國得州大學奧斯汀分校機械工程系教授,97歲高齡的他,是著名固體物理學家,也是鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的發明人,鋰離子電池的奠基人之一,并通過研究化學、結構以及固體電子/離子性質之間的關系來設計新材料,解決材料科學問題。索尼在1991年采用古迪納夫理論后制作出了世界上第一款商用鋰電池,從此手機、照相機、手持攝像機乃至電動汽車等領域各自步入了便攜式新能源時代。
  M.斯坦利·威廷漢在20世紀70年代初,在開發首個功能性鋰電池時就利用了鋰的巨大動力來釋放其外部電子。目前是紐約州立大學賓漢姆頓大學材料研究所和材料科學與工程專業的主任。
  吉野彰是現代鋰離子電池的發明者,曾獲得工程學界最高榮譽全球能源獎與查爾斯·斯塔克·德雷珀獎。現任旭化成研究員、名城大學教授。
  鋰離子電池徹底改變了我們的生活,并用于從移動電話到筆記本電腦和電動汽車的所有應用。可以說,鋰離子電池讓許多普通人只能仰望的科技,飛入尋常百姓家。下面,我們一起來看一看鋰電池的發展歷史。
  鋰電池簡史
  上世紀六十年代,冷戰陰影下的世界到處彌漫著緊張的空氣,期間發生的石油危機,更是直接迫使各國尋找新的替代能源,同時,由于軍備競賽的不斷升級,當時的電池已不能滿足高能量密度電源的需要。于是,理論上能獲得最大能量密度的鋰電池,就順理成章地進入了電池設計者的視野。
  石油危機下的“馬拉汽車”
  縱觀鋰電池發展史,不難發現在鋰電池技術的研發中,始終是以美日等國為主導,那么,鋰電池在我國又發展的如何呢?
  鋰電池的中國速度
  由于起步較晚,所以在鋰原電池時代,我國電池行業長期受到外國資本壟斷。自20世紀80年代初期才開始進行鋰離子電池的研發工作。2000年,日本的鋰離子電池年產量達5億只,約占全球市場90%多,而我國的年產量僅為0.35億只。
  隨著技術的發展,為順應社會發展需求,我國相繼出臺一系列政策,推動鋰離子電池產業的發展:在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》中,動力鋰離子電池被列為高效能源材料技術的優先發展方向。在一系列國家政策的支持下,我國的鋰離子電池產業進入快速成長階段。
  深圳比亞迪、深圳比克、天津力神等鋰離子電池企業迅速崛起,2004年,我國的鋰離子電池年產量達到8億只,在全球市場份額猛增至38%,僅次于日本。根據國家統計局數據顯示,到2013年,我國的鋰離子電池年產量已達到近47.68億只,已發展成為全球電池生產制造大國。2015年,中國已經超越韓國,成為鋰離子電池第一生產大國。2019年,中國已經占到世界鋰電池總產能的73%。
  同時,技術的突破也極大地拓展了鋰電池的應用范圍。
  在電動汽車領域,萬向集團為上海世博會提供了電動汽車和混合動力汽車用鋰離子電池;上海汽車除了與比亞迪、上海空間電源研究所持續進行深度合作,同時還與全球鋰二次電池領域居于技術領先地位的美國A123組建了合資公司,生產和銷售車用動力電池系統。
  在電網儲能技術領域,2011年2月,我國第一個兆瓦級電池儲能電站——南方電網5MW級電池儲能電站在深圳并網成功,該電池儲能電站總容量為10MW,全部投產后將成為世界上最大的鋰離子電池儲能電站。
  在航空航天領域,目前國內空間用圓形鋰離子電池的比能量約為110~140Wh/kg;在電池地面壽命試驗方面,高軌衛星80%DOD,達到了15年壽命水平;低軌衛星30%DOD,已達到5年壽命水平。
  從2019年諾貝爾化學獎花落鋰電池可以看出,現在全世界都在重視以電池為代表的儲能技術。的確,在能源革命的背景下,尋找新的能源很重要,而將這些能源儲存起來則同樣重要。同時,中國電池行業在科研人員等努力下不斷驚艷世界,希望我國能夠將這股勢頭保持下去,成為真正的儲能強國!
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